题目内容
化学世界里有许多“另类”的物质。如亚铁盐在空气中通常不稳定，易被氧化，如FeSO4·7H2O。而(NH4) 2Fe(SO4)2·6H2O晶体比FeSO4·7H2O晶体等其它亚铁盐稳定许多，可在分析化学中做基准试剂。常温下FeSO4·7H2O在空气中容易失去结晶水成为FeSO4，而(NH4) 2Fe(SO4)2.·6H2O失去结晶水困难许多。
FeSO4·7H2O的晶胞参数为a=1.407nm，b=0.6503nm，c=1.104nm，α=γ=90.00°，β=105.57°密度为1.898g/cm3，无水FeSO4晶体中最近的Fe—O距离为0.212nm，S—O距离为0.151nm，Fe—S距离为0.475nm，Fe—Fe距离为0.769nm，(NH4) 2Fe(SO4)2·6H2O的晶胞参数为a=0.932nm，b=1.265nm，c=0.624nm，α=γ=90.00°，β=106.80°，密度为1.864g/cm3，最近的Fe—O距离0.209nm，S—O距离为0.149nm，Fe—Fe距离为0.486nm，NH4+—Fe距离为0.483nm，N—S距离为0.361nm
⑴ 计算一个FeSO4·7H2O晶胞和一个(NH4) 2Fe(SO4)2·6H2O晶胞分别所含原子个数
⑵ 晶体自身的结构如空隙大小直接影响化学反应进行的趋势，试通过计算说明
FeSO4·7H2O比(NH4) 2Fe(SO4)2.·6H2O更易被氧化
已知：O的共价半径为0.66nm，在晶体中+2价的Fe半径为0.061nm，—2价的O半径为0.121nm，+6价的S半径为0.029nm，—3价的N半径为0.148nm
⑶ FeSO4·7H2O在潮湿的空气中被氧化的产物为Fe(OH)SO4·3H2O，写出反应的化学方程式
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⑷ 在水溶液中(NH4) 2Fe(SO4)2·6H2O与FeSO4·7H2O稳定性相当，请分析其原因
FeSO4·7H2O的晶胞参数为a=1.407nm，b=0.6503nm，c=1.104nm，α=γ=90.00°，β=105.57°密度为1.898g/cm3，无水FeSO4晶体中最近的Fe—O距离为0.212nm，S—O距离为0.151nm，Fe—S距离为0.475nm，Fe—Fe距离为0.769nm，(NH4) 2Fe(SO4)2·6H2O的晶胞参数为a=0.932nm，b=1.265nm，c=0.624nm，α=γ=90.00°，β=106.80°，密度为1.864g/cm3，最近的Fe—O距离0.209nm，S—O距离为0.149nm，Fe—Fe距离为0.486nm，NH4+—Fe距离为0.483nm，N—S距离为0.361nm
⑴ 计算一个FeSO4·7H2O晶胞和一个(NH4) 2Fe(SO4)2·6H2O晶胞分别所含原子个数
⑵ 晶体自身的结构如空隙大小直接影响化学反应进行的趋势，试通过计算说明
FeSO4·7H2O比(NH4) 2Fe(SO4)2.·6H2O更易被氧化
已知：O的共价半径为0.66nm，在晶体中+2价的Fe半径为0.061nm，—2价的O半径为0.121nm，+6价的S半径为0.029nm，—3价的N半径为0.148nm
⑶ FeSO4·7H2O在潮湿的空气中被氧化的产物为Fe(OH)SO4·3H2O，写出反应的化学方程式
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⑷ 在水溶液中(NH4) 2Fe(SO4)2·6H2O与FeSO4·7H2O稳定性相当，请分析其原因
⑴ 经计算得：FeSO4·7H2O 中V=abcsinβ,Z=dVNA/M=4，(1分)，原子个数为108 （1分）
(NH4) 2Fe(SO4)2·6H2O中V=abcsinβ,Z=dVNA/M=2，(1分)，原子个数为 78 （1分）
⑵ O2分子的直径大小为0.66´4="0.264nm " （1分）
要点一：FeSO4.7H2O易失水为FeSO4，FeSO4晶体中
知氧气分子易扩散入Fe,S和Fe,Fe原子之间的空隙发生反应 （2分）
要点二：(NH4) 2Fe(SO4)2·6H2O晶体中有
(NH4) 2Fe(SO4)2·6H2O晶体原子排列更加紧密，与FeSO4相比较，氧气较难以扩散入晶体空隙中 （2分）
⑶ 4FeSO4·7H2O+ O2 ="==" 4Fe(OH)SO4·3H2O + 14H2O （1分）
⑷ 溶解后均以Fe2+离子形式存在，水溶液中Fe2+的还原性大小取决于溶液的酸性，(NH4) 2Fe(SO4)2·6H2O与FeSO4·7H2O水溶液的酸性相差不大，从而其稳定性相差不大。 （1分，意思对即可）
(NH4) 2Fe(SO4)2·6H2O中V=abcsinβ,Z=dVNA/M=2，(1分)，原子个数为 78 （1分）
⑵ O2分子的直径大小为0.66´4="0.264nm " （1分）
要点一：FeSO4.7H2O易失水为FeSO4，FeSO4晶体中
知氧气分子易扩散入Fe,S和Fe,Fe原子之间的空隙发生反应 （2分）
要点二：(NH4) 2Fe(SO4)2·6H2O晶体中有
(NH4) 2Fe(SO4)2·6H2O晶体原子排列更加紧密，与FeSO4相比较，氧气较难以扩散入晶体空隙中 （2分）
⑶ 4FeSO4·7H2O+ O2 ="==" 4Fe(OH)SO4·3H2O + 14H2O （1分）
⑷ 溶解后均以Fe2+离子形式存在，水溶液中Fe2+的还原性大小取决于溶液的酸性，(NH4) 2Fe(SO4)2·6H2O与FeSO4·7H2O水溶液的酸性相差不大，从而其稳定性相差不大。 （1分，意思对即可）
⑴从晶胞参数来看，FeSO4·7H2O晶胞和 (NH4) 2Fe(SO4)2·6H2O晶胞都为单斜晶系，因此晶胞密度的计算公式都是：
其中，V＝abcsinγ
代入数据，可分别求得各晶胞中的结构单元——z，1 molFeSO4·7H2O中共有27mol原子，1 mol(NH4) 2Fe(SO4)2·6H2O中共有39 mol原子，从而求得各晶胞中的原子数。
⑵根据提示，由于晶体自身的结构如空隙大小直接影响化学反应进行的趋势，因此本题的核心在于计算出Fe2+周围的空隙的大小，如果该空隙的大小允许O2(264pm)通过的话，则该物质被氧化的趋势增强。
⑶该反应不能改写成离子反应方程式，但是在配平的时候，仍然根据氧化还原方程式配平的技巧和方法进行配平，结果如下：
4FeSO4·7H2O+ O2 ="==" 4Fe(OH)SO4·3H2O + 14H2O
⑷从⑵中的计算可知，它们的晶体在氧化还原方面性质存在差别，是因为晶体中空隙的大小存在差别。但是在溶液中，它们都是强电解质，完成电离，生成水合Fe(Ⅱ)，而Fe2+的还原性该离子的浓度，氧化剂的氧化性强弱，以及溶液的酸碱性等，而这些都是外因，与它们的晶体结构没有关系。因此在水溶液中(NH4) 2Fe(SO4)2·6H2O与FeSO4·7H2O稳定性相当。
其中，V＝abcsinγ
代入数据，可分别求得各晶胞中的结构单元——z，1 molFeSO4·7H2O中共有27mol原子，1 mol(NH4) 2Fe(SO4)2·6H2O中共有39 mol原子，从而求得各晶胞中的原子数。
⑵根据提示，由于晶体自身的结构如空隙大小直接影响化学反应进行的趋势，因此本题的核心在于计算出Fe2+周围的空隙的大小，如果该空隙的大小允许O2(264pm)通过的话，则该物质被氧化的趋势增强。
⑶该反应不能改写成离子反应方程式，但是在配平的时候，仍然根据氧化还原方程式配平的技巧和方法进行配平，结果如下：
4FeSO4·7H2O+ O2 ="==" 4Fe(OH)SO4·3H2O + 14H2O
⑷从⑵中的计算可知，它们的晶体在氧化还原方面性质存在差别，是因为晶体中空隙的大小存在差别。但是在溶液中，它们都是强电解质，完成电离，生成水合Fe(Ⅱ)，而Fe2+的还原性该离子的浓度，氧化剂的氧化性强弱，以及溶液的酸碱性等，而这些都是外因，与它们的晶体结构没有关系。因此在水溶液中(NH4) 2Fe(SO4)2·6H2O与FeSO4·7H2O稳定性相当。
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